高分子成型加工实验操作方法优秀PPT.ppt
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1、高分子成型加工实验操作方法第一页,本课件共有89页2.实验原理实验原理 物料被加到混炼室中,受到两个转子所施加的作用力,物料被加到混炼室中,受到两个转子所施加的作用力,使物料在转子与室壁间进行混炼剪切,物料对转子凸棱使物料在转子与室壁间进行混炼剪切,物料对转子凸棱施加反作用力,这个力由测力传感器测量,在经过机械施加反作用力,这个力由测力传感器测量,在经过机械分级的杠杆和臂转换成转矩值的单位牛顿分级的杠杆和臂转换成转矩值的单位牛顿.米(米(N.m)读)读数。其转矩值的大小反应了物料黏度的大小。通过热数。其转矩值的大小反应了物料黏度的大小。通过热电偶对转子温度的控制,可以得到不同温度下物料的电偶对
2、转子温度的控制,可以得到不同温度下物料的黏度。黏度。第二页,本课件共有89页3.实验原材料和仪器设备实验原材料和仪器设备u 原材料原材料 聚氯乙烯(聚氯乙烯(PVC)45份份 邻苯二甲酸二辛酯(邻苯二甲酸二辛酯(DOP)2份份 三盐基硫酸铅三盐基硫酸铅 2份份 硬酯酸钡硬酯酸钡(BaSt)0.7份份 硬酯酸钙硬酯酸钙(CaSt)0.5份份 石石 蜡蜡 0.2份份u 仪器设备仪器设备第三页,本课件共有89页4.实验步骤实验步骤l 称量称量 为便于对试样的测试结果进行比较,每次应称取为便于对试样的测试结果进行比较,每次应称取 相同质量的试样。相同质量的试样。l 合上总电源开关,打开扭矩流变仪上的开
3、关合上总电源开关,打开扭矩流变仪上的开关(这时手动面这时手动面 板上板上 STOP和和PROGRAM的指示灯变亮的指示灯变亮),开启计算,开启计算 机;机;l 10min后按下手动面板上的后按下手动面板上的START,这时,这时START上的指上的指 示灯变亮;示灯变亮;l 双击计算机桌面的转矩流变仪应用软件图标,然后按照双击计算机桌面的转矩流变仪应用软件图标,然后按照 一系列的操作步骤(由实验教师对照计算机向学生讲解一系列的操作步骤(由实验教师对照计算机向学生讲解 完成),通过这些操作,完成实验所需温度、转子转速完成),通过这些操作,完成实验所需温度、转子转速 及时间的设定;及时间的设定;第
4、四页,本课件共有89页l 当达到实验所设定的温度并稳定当达到实验所设定的温度并稳定10min后,开始进行后,开始进行 实验。先对转矩进行校正,并观察转子是否旋转,实验。先对转矩进行校正,并观察转子是否旋转,转子不旋转不能进行下面的实验,当转子旋转正常转子不旋转不能进行下面的实验,当转子旋转正常 时,才可进行下一步实验;时,才可进行下一步实验;l 点击开始实验快捷键,将原料加入密炼机中,并将压点击开始实验快捷键,将原料加入密炼机中,并将压 杆放下用双手将压杆锁紧;杆放下用双手将压杆锁紧;l 实验时仔细观察转矩和熔体温度随时间的变化;实验时仔细观察转矩和熔体温度随时间的变化;l 到达实验时间,密炼
5、机会自动停止,或点击结束实验到达实验时间,密炼机会自动停止,或点击结束实验 快捷键可随时结束实验;快捷键可随时结束实验;l 提升压杆,依次打开密炼机二块动板,卸下两个转提升压杆,依次打开密炼机二块动板,卸下两个转 子,并分别进行清理,准备下一次实验用;子,并分别进行清理,准备下一次实验用;l 待仪器清理干净后,将已卸下的动板和转子安装好。待仪器清理干净后,将已卸下的动板和转子安装好。第五页,本课件共有89页 (1)图图1-3为为PVC的典型转矩时间流变曲线。曲线上的典型转矩时间流变曲线。曲线上 有三个峰。分别指出三个峰代表的意义。有三个峰。分别指出三个峰代表的意义。(2)转矩流变仪在聚合物成型
6、加工中有哪些方面的应用?转矩流变仪在聚合物成型加工中有哪些方面的应用?(3)加料量、转速、测试温度对实验结果有哪些影响?加料量、转速、测试温度对实验结果有哪些影响?图图1-3 PVC 干粉料密炼的扭矩谱干粉料密炼的扭矩谱5.思考题思考题第六页,本课件共有89页聚合物熔体流动速率的测定聚合物熔体流动速率的测定第七页,本课件共有89页实验目的和要求了解塑料熔体流动指数与分子量大小及其分了解塑料熔体流动指数与分子量大小及其分布的关系布的关系掌握测定塑料熔体流动速率的原理及操作掌握测定塑料熔体流动速率的原理及操作第八页,本课件共有89页熔体流动速率塑料熔体流动速率塑料熔体流动速率(MFR)是指在一定是
7、指在一定温度和负荷下,塑料熔体每温度和负荷下,塑料熔体每10min通通过标准口模的质量过标准口模的质量工业上常称为熔融指数工业上常称为熔融指数(MI)第九页,本课件共有89页在塑料成型加工过程中,熔体流动速率是用来衡量塑料熔体在塑料成型加工过程中,熔体流动速率是用来衡量塑料熔体流动性的一个重要指标,其测试仪器通常称为塑料熔体流动流动性的一个重要指标,其测试仪器通常称为塑料熔体流动速率测试仪(或熔体指数仪)速率测试仪(或熔体指数仪)一定结构的塑料熔体,若所测得一定结构的塑料熔体,若所测得MFR愈大,表示该塑料熔体愈大,表示该塑料熔体的平均分子量愈低,成型时流动性愈好。此种仪器测得的流动的平均分子
8、量愈低,成型时流动性愈好。此种仪器测得的流动性能指标是在低剪切速率下获得的,不存在广泛的应力应变性能指标是在低剪切速率下获得的,不存在广泛的应力应变速率关系速率关系不能用来研究塑料熔体粘度与温度,粘度与剪切速率的依赖不能用来研究塑料熔体粘度与温度,粘度与剪切速率的依赖关系,仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数关系,仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值值 第十页,本课件共有89页主要技术特性负负荷由砝荷由砝码码、托、托盘盘(0.231Kg)、活塞()、活塞(0.094Kg)之和)之和组组成,成,分分为为0.325Kg、1.200Kg、2.160Kg、5.000kg等几个档次
9、等几个档次(2.095 0.005)mm和和(1.180 0.010)mm;料筒料筒长长度度160mm,料筒直径,料筒直径(9.55 0.025)mm 温度范温度范围围:室温:室温400连续连续可可调调,出料口上端,出料口上端12.750mm间间温差温差1。标准口模直径标准口模直径第十一页,本课件共有89页序号序号标标准口模内径准口模内径实验实验温度温度负负荷荷11.1801902.16022.0951900.32532.0951902.16042.0951905.00052.09519010.00062.09519021.60072.0952005.00082.09520010.00092.
10、09522010.000102.0952300.325112.0952301.200122.0952302.160132.0952303.800142.0952305.000152.0952750.325162.0953001.200标标准准试试验验条条件件第十二页,本课件共有89页塑料种塑料种类类实验实验序号序号塑料种塑料种类类实验实验序号序号塑料种塑料种类类实验实验序号序号聚乙烯1、2、3、4、6ABS7、9聚甲醛3聚苯乙烯5、7、11、13聚苯醚12、14丙烯酸酯8、11、13聚酰按10、15聚碳酸酯16纤维素酯2、3常见塑料试验条件第十三页,本课件共有89页实验步骤吸湿性塑料,测试前应
11、按产品标准规定进行吸湿性塑料,测试前应按产品标准规定进行干燥处理干燥处理 熟悉熔体流动速率仪主体结构和操作规程,熟悉熔体流动速率仪主体结构和操作规程,根据塑料类型选择测试条件根据塑料类型选择测试条件 安装好口模,在料筒内插入活塞。接通电源安装好口模,在料筒内插入活塞。接通电源开始升温,调节加热控制系统使温度达到要开始升温,调节加热控制系统使温度达到要求,恒温至少求,恒温至少15min 第十四页,本课件共有89页实验步骤预计试料的预计试料的MFR范围,按下表称取试料范围,按下表称取试料 流流动动速率速率/g/10min试样试样加加入入/g 切切样时间间样时间间隔隔/s流流动动速率速率/g/10m
12、in试样试样加入加入量量/g 切切样时间间样时间间隔隔/s0.10.5341202403.5106810300.51.034601201025685101.03.5453060第十五页,本课件共有89页实验步骤取出活塞将试料加入料筒,随即把活塞再插入料取出活塞将试料加入料筒,随即把活塞再插入料筒并压紧试料,预热筒并压紧试料,预热4min使炉温回复至要求温度使炉温回复至要求温度 在活塞顶托盘上加上砝码,随即用手轻轻下压,促使在活塞顶托盘上加上砝码,随即用手轻轻下压,促使活塞在活塞在1min内降至下环形标记距料筒口内降至下环形标记距料筒口510mm处。处。待活塞(不用手)继续降至下环形标记与料筒口
13、相待活塞(不用手)继续降至下环形标记与料筒口相平行时,切除已流出的样条,并按表平行时,切除已流出的样条,并按表2-6规定的切规定的切样时间间隔开始切样,保留连续切取的无气泡样样时间间隔开始切样,保留连续切取的无气泡样条三个。当活塞下降至上环形标记和料筒口相平条三个。当活塞下降至上环形标记和料筒口相平时,停止切样;时,停止切样;第十六页,本课件共有89页实验步骤停止切样后,趁热将余料全部压出,立即取出活塞和口停止切样后,趁热将余料全部压出,立即取出活塞和口模,除去表面的余料并用合适的黄铜丝顶出口模内的残模,除去表面的余料并用合适的黄铜丝顶出口模内的残料。然后取出料筒用绸布蘸少许溶剂伸入筒中边推边
14、转料。然后取出料筒用绸布蘸少许溶剂伸入筒中边推边转地清洗几次,直至料筒内表面清洁光亮为止;地清洗几次,直至料筒内表面清洁光亮为止;所取样条冷却后,置于天平上分别称其质量(准确至所取样条冷却后,置于天平上分别称其质量(准确至0.001g)。若其质量的最大值和最小值之差大于平均值)。若其质量的最大值和最小值之差大于平均值的的10%,则实验重做,则实验重做 第十七页,本课件共有89页数据处理试料的熔体流动速率按下式计算试料的熔体流动速率按下式计算 式中式中 MFR熔体流动速率,熔体流动速率,g/10min W切取样条质量的算术平均值,切取样条质量的算术平均值,g t切取时间间隔,切取时间间隔,min
15、计算三次测量结果的标准偏差计算三次测量结果的标准偏差第十八页,本课件共有89页聚合物冲击性能测试聚合物冲击性能测试简支梁冲击试验悬臂梁冲击试验第十九页,本课件共有89页实验目的与要求熟悉高分子材料冲击性能测试的简支梁和悬臂梁冲击试验方法、操作熟悉冲击试验的实验结果处理方法了解测试条件对测定结果的影响第二十页,本课件共有89页A型缺口型缺口 B型缺口型缺口 试样类试样类型型基本尺寸基本尺寸 极限偏差极限偏差基本尺寸基本尺寸 极限偏差极限偏差基本尺寸基本尺寸 极限偏差极限偏差支撑支撑线线间间距距L1802100.540.260250160.240.24031202150.5100.57041252
16、130.5130.595长长度度L宽宽度度b厚度厚度d第二十一页,本课件共有89页缺口缺口类类型和制品尺寸型和制品尺寸(mm)试样类型缺口类型缺口剩余厚度dk缺口底部圆弧半径r基本尺寸 极限偏差缺口宽度n基本尺寸 极限偏差1,2,3,4A0.8d0.250.05/B0.8d1.00.05/1,3Cd0.1/20.22C0.1/0.80.1第二十二页,本课件共有89页试样制备注塑标准试样试样表面应平整、无气泡、无裂纹、无分层和无明显杂质,缺口试样在缺口处应无毛刺 板材试样厚度在313mm之间时取原厚度。大于13mm时应从两面均匀地进行机械加工到100.5mm。4型试样的厚度必须加工到13mm 第
17、二十三页,本课件共有89页简支梁冲击试验标准试样的冲击刀刃和支座尺寸标准试样的冲击刀刃和支座尺寸 第二十四页,本课件共有89页操作步骤(1)对于无缺口试样,分别测定试样中部边缘对于无缺口试样,分别测定试样中部边缘和试样端部中心位置的宽度和厚度,并取其和试样端部中心位置的宽度和厚度,并取其平均值为试样的宽度和厚度,准确至平均值为试样的宽度和厚度,准确至0.02mm。缺口试样应测量缺口处的剩余厚。缺口试样应测量缺口处的剩余厚度,测量时应在缺口两端各测一次,取其算度,测量时应在缺口两端各测一次,取其算术平均值。术平均值。第二十五页,本课件共有89页操作步骤(2)根据试样破坏时所需的能量选择摆锤,使根
18、据试样破坏时所需的能量选择摆锤,使消耗的能量在摆锤总能量的消耗的能量在摆锤总能量的10%85%范范围内。围内。(3)调节能量刻度盘指针零点,使它在摆锤处调节能量刻度盘指针零点,使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触。进行空白实验于起始位置时与主动针接触。进行空白实验,保证总摩擦损失在规定的范围内。,保证总摩擦损失在规定的范围内。第二十六页,本课件共有89页操作步骤(4)抬起工锁住摆锤,把试样按规定放置在两支撑块上,试样抬起工锁住摆锤,把试样按规定放置在两支撑块上,试样支撑面紧贴在支撑块上,使冲击刀刃对谁试样中心,缺口支撑面紧贴在支撑块上,使冲击刀刃对谁试样中心,缺口试样使刀刃对准缺口背向的中心位
19、置。试样使刀刃对准缺口背向的中心位置。(5)平稳释放摆锤平稳释放摆锤,从刻度盘上读取试样破坏时所吸收的冲击能从刻度盘上读取试样破坏时所吸收的冲击能量值。试样无破坏的量值。试样无破坏的,吸收的能量应不作取值吸收的能量应不作取值,实验记录为不破实验记录为不破坏或坏或NB;试样完全破坏或部分破坏的可以取值。;试样完全破坏或部分破坏的可以取值。(6)如果同种材料在实验中观察到一种以上的破坏类型时如果同种材料在实验中观察到一种以上的破坏类型时,须在报告须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。不同破中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。不同破坏类型的结果不能进行比较。坏类型的
20、结果不能进行比较。第二十七页,本课件共有89页数据处理数据处理(1)无缺口试样简支梁冲击强度无缺口试样简支梁冲击强度a(kJ/m2)式中 A为试样吸收的冲击能量值,J;b为试样宽度,mm;d为试样厚度,mm。(2)缺口试样简支梁冲击强度缺口试样简支梁冲击强度ak(kJ/m2)式中 Ak为试样吸收的冲击能量值,J;b为试样宽度,mm;dk为缺口试样缺口处剩余厚度,mm。第二十八页,本课件共有89页悬臂梁冲击试验能量能量E/J冲冲击击速度速度VS/(m/s)无无试样时试样时的最大摩擦的最大摩擦损损失失/J有有试样经试样经校正后的允校正后的允许误许误差差/J1.03.5(10%)0.020.012.
21、750.030.015.50.030.0211.00.050.0222.00.100.10悬臂梁摆锤冲击实验机的特性悬臂梁摆锤冲击实验机的特性 第二十九页,本课件共有89页方法名称方法名称试样试样类类型型缺口缺口类类型型缺口底部半径缺口底部半径 rN/mm缺口底部的剩余缺口底部的剩余宽宽度度 bN/mmGB 1843/1U1无缺口无缺口/GB 1843/1A1A0.250.058.00.2GB 1843/1B1B1.00.058.00.2 方法名称、试样类型、制品类型及尺寸方法名称、试样类型、制品类型及尺寸 第三十页,本课件共有89页操作步骤(1)测量每个试样中部的厚度和宽度或缺口试样的剩余宽
22、测量每个试样中部的厚度和宽度或缺口试样的剩余宽度度bN,精确到,精确到0.02mm。(2)检查实验机是否有规定的冲击速度和正确的能量范围,检查实验机是否有规定的冲击速度和正确的能量范围,破断试样吸收的能量在摆锤容量的破断试样吸收的能量在摆锤容量的10%80%范围内,范围内,若表若表11-1中所列的摆锤中有几个都能满足这些要求中所列的摆锤中有几个都能满足这些要求时,应选择其中能量最大的摆锤。时,应选择其中能量最大的摆锤。(3)进行空白实验,记录所测得的摩擦损失,该能量进行空白实验,记录所测得的摩擦损失,该能量损失不能超过表损失不能超过表11-1所规定的值。所规定的值。第三十一页,本课件共有89页
23、操作步骤(4)抬起并锁住摆锤,正置试样冲击。测定缺口试样时,缺口应放在摆锤冲抬起并锁住摆锤,正置试样冲击。测定缺口试样时,缺口应放在摆锤冲击刃的一边。释放摆锤,记录试样所吸收的冲击能,并对其摩擦损失等击刃的一边。释放摆锤,记录试样所吸收的冲击能,并对其摩擦损失等进行修正。进行修正。(5)试样可能出现四种破坏类型,即完全破坏(试样断开成两段或多段)、铰链破坏试样可能出现四种破坏类型,即完全破坏(试样断开成两段或多段)、铰链破坏(断裂的试样由没有刚性的很薄表皮连在一起的一种不完全破坏)、部分破坏(断裂的试样由没有刚性的很薄表皮连在一起的一种不完全破坏)、部分破坏(除铰链破坏外的不完全破坏)和不破坏
24、。测得的完全破坏和铰链破坏的值用以(除铰链破坏外的不完全破坏)和不破坏。测得的完全破坏和铰链破坏的值用以计算平均值。在部分破坏时,如果要求部分破坏值,则以字母计算平均值。在部分破坏时,如果要求部分破坏值,则以字母P表示。完全不表示。完全不破坏时用破坏时用NB表示,不报告数值。表示,不报告数值。(6)在同一样品中,如果有部分破坏和完全破坏或铰链破坏时,应报告每种破在同一样品中,如果有部分破坏和完全破坏或铰链破坏时,应报告每种破坏类型的自述平均值。坏类型的自述平均值。第三十二页,本课件共有89页(1)无缺口试样悬臂梁冲击强度无缺口试样悬臂梁冲击强度aiu(kJ/m2)式中式中 W为破坏试样吸收并修
25、正后的能量值,为破坏试样吸收并修正后的能量值,J;b为试样宽度,为试样宽度,mm;h为试样厚度,为试样厚度,mm。(2)缺口试样悬臂梁冲击强度缺口试样悬臂梁冲击强度aiN(kJ/m2)式中式中 W为破坏试样吸收并修正后的能量值,为破坏试样吸收并修正后的能量值,J;h为试样厚度,为试样厚度,mm;bN为缺口试样缺口底部的剩余宽度,为缺口试样缺口底部的剩余宽度,mm。第三十三页,本课件共有89页(3)标准偏差标准偏差s(4)变异系数变异系数CV%两个实验结果都需要第三十四页,本课件共有89页邵氏硬度测定邵氏硬度测定 第三十五页,本课件共有89页材料硬度的测试方法布氏硬度布氏硬度洛氏硬度洛氏硬度维氏
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